Egzoplaneta idealna. Jaki powinien być nasz przyszły dom? [cz. 1]

Na liście odkrytych planet znajduje się kilkunastu kandydatów na nasz przyszły dom. Część z nich pasuje idealnie na cel międzygwiezdnej wyprawy, a część już nie bardzo. Jak zatem powinna wyglądać idealna egzoplaneta dla człowieka? Po odpowiedź zapraszam do dalszej części wpisu.

Najprościej by było napisać, że ludzkość potrzebuje planety takiej jak Ziemia. Niestety, kwestia ta jest znacznie bardziej skomplikowana, niż się wydaje. Po pierwsze możemy szukać planety, która jest praktycznie gotowa do zasiedlenia (tzw. idealna superziemia). Po drugie możemy szukać planety, którą da się przystosować przez mniej lub bardziej intensywny terraforming.

Ponieważ jest to scenariusz najbardziej prawdopodobny, to musimy wiedzieć, jak to zrobić i jakie skutki to przyniesie. Po trzecie i prawdopodobnie najważniejsze - musimy wiedzieć, czy na tej planecie są inne formy życia. Bo skoro dana planeta jest dla nas gościnna, to jest praktycznie pewne, że gościnność ta została już wykorzystana.

Czym więc powinniśmy się kierować w poszukiwaniu superziemi? Oto najważniejsze wytyczne, które trzeba wziąć pod uwagę przed wysłaniem statku kosmicznego z kolonistami.

Lokalizacja w galaktyce

Droga Mleczna to miejsce przepastne i mocno zróżnicowane. Podróżowanie przez galaktykę wymaga znalezienia złotego środka, bo tylko pewien wycinek naszego wirującego domu nadaje się do eksploracji.

Im bliżej centrum, tym robi się gęściej i niebezpieczniej. Promieniowanie wzrasta, podobnie ilość materii, która może zagrozić rozwijającemu się życiu na planecie. Z kolei im dalej od centrum, tym dystanse od ciał niebieskich stają się większe, podróże o wiele bardziej wymagające, a planety skaliste formują się o wiele trudniej.

Szacuje się, że najlepszą strefą poszukiwań jest obszar oddalony od centrum galaktyki o 25 000 lat świetlnych i rozciągający się przez 6000 lat świetlnych w kierunku krawędzi. W tym miejscu orbita jest wyjątkowo spokojna i stabilna, a pełne okrążenie robimy co 200 000 000 lat.

Sąsiedzi

Czasami bardzo uprzykrzają życie. W skali galaktycznej mówimy o niebezpiecznych obszarach, jak np. gromady kuliste, gdzie rodzą się supernowe oraz hipernowe (kolapsary), a odpowiednio skierowany rozbłysk gamma usmaży wszelkie byty biologiczne wraz z planetą lub spowoduje poważne zmiany w atmosferze.

Rozbłysk taki jest śmiertelnie niebezpieczny już w odległości kilkuset lat świetlnych od nowego domu. Poszukiwania egzoplanet powinny więc odbywać się z pominięciem tego typu miejsc, choćby nie wiem jak atrakcyjne ciała niebieskie się tam znajdowały.

Właściwa gwiazda

Źródło energii to podstawa dla jakiejkolwiek formy życia. Gwiazdy to galaktyczne elektrownie, które formują warunki planetarne i mają decydujący wpływ na ich przydatność z perspektywy człowieka. Nasze Słońce to gwiazda klasy G w sile wieku. Droga Mleczna składa się w 8% z takich właśnie gwiazd.

Siła wieku ma tu bardzo duże znaczenie. Słońce jest bardzo stabilną i już dawno uformowaną gwiazdą, która wciąż ma przed sobą wiele eonów spokojnego bytowania. Potencjalnie dobrą kandydatką będzie gwiazda, która w metryce ma około miliarda lat i nie planuje przejść w najbliższym czasie w supernową czy zapaść się w czarną dziurę.

Ekosfera

Jest to strefa warunków sprzyjających powstaniu życia. To obszar wokół gwiazdy, w obrębie której na planetach wytworzą się warunki pozwalające na zaistnienie i podtrzymanie życia biologicznego. Energia pochodząca z gwiazdy dociera do planety w stopniu umożliwiającym stopienie większości lodowców, ale nie jest na tyle duża, by ją wyparować w przestrzeń kosmiczną.

Jest oczywiście możliwe, że planety i księżyce leżące poza tą strefą także będą miały dogodne warunki dla życia, ale wtedy zbyt wiele jest uzależnione od atmosfery takiego ciała. Poważniejsza zmiana mogłaby mieć dla nas fatalne skutki.

Bardzo atrakcyjnymi gwiazdami ze względu na ekosferę są czerwone karły. Dystanse między nimi a okrążającymi je ciałami niebieskimi są często odpowiednie dla wytworzenia przyjemnych temperatur na ich powierzchni.

Rozmiar

Ma znaczenie. Niewiele wiemy o małych egzoplanetach (w rozmiarze Ziemi), ponieważ o wiele łatwiej jest wykryć egzoolbrzymy krążące wokół swych gwiazd. Problem polega na tym, że grawitacja na tych superziemiach będzie większa niż 1G. Nawet drobne jej zwiększenie spowoduje poważne zmiany w naszych organizmach, a cierpienia byłyby nie do zniesienia.

Planeta z grawitacją mniejszą niż 1G (powiedzmy 0.9) byłaby dla nas fantastycznym środowiskiem do życia. Poniżej tej wielkości mogą jednak zacząć się problemy. Planeta taka może nie utrzymać atmosfery w ryzach, a aktywność tektoniczna będzie praktycznie zerowa.

Orbita

Podobnie jak w przypadku orbity galaktycznej stabilność jest najważniejsza. Idealna orbita to oczywiście okrąg. Wtedy dostawy energii ze Słońca są stałe i nie powodują poważnych zmian w atmosferze.

Orbita eliptyczna (nawet w minimalnym stopniu) może być przyczyną znaczących zmian klimatycznych i nie podołać zadaniu podtrzymania życia. Nawet gdy perihelion i aphelion planety znajdują się w ekosferze, to i tak będziemy musieli znosić poważne wahania temperatury.